矮行星表面，坑坑窪窪，罪魁禍首是噴冰的火山？

2023-03-31 10:28:52

冰與火之山塑造了矮行星。

插圖:以上是穀神星來源:美國宇航局

插圖:上圖顯示了冰與火之山的源頭:youtube。

低溫火山作用在穀神星的整個歷史中都存在，但是這種長期的運動並沒有像地球上的標準火山作用那樣對矮行星表面產生深遠的影響。

插圖:我們可以在穀神星表面看到著名的阿休曼山。阿休曼山被認為是一座低溫火山。來源:spaceanswers；黎明相機的照片由美國航天局/加州理工學院噴氣推進實驗室/加州大學洛杉磯分校/國會議員/德國航天中心/國際開發協會提供。

發表在《自然天文學》上的一篇題為《地形學揭示穀神星的低溫火山速率》的新論文稱，在穀神星的整個歷史中，冰火山一直在噴發，但這種持續的活動並沒有像地球上的標準火山活動那樣對矮行星表面產生深遠的影響。低溫火山噴發液態或氣態揮發物，如水、氨或甲烷，而不是像我們在地球上看到的火山那樣噴發熔融巖石。鹽水可能是穀神星低溫熔巖的主要成分。

亞利桑那大學月球和行星實驗室的麥可·索利是本文的第一作者，行星科學研究所的高級科學家漢娜·澤默是第二作者。

美國宇航局的黎明號宇宙飛船繼續圍繞穀神星飛行。與地球等類地行星上的常規火山活動相比，穀神星提供了最好的機會來測試外層空系統中天體上低溫火山活動的重要性。

插圖:上圖顯示了黎明號宇宙飛船的來源:美國宇航局。

「黎明一到，人們就對在穀神星發現低溫火山非常感興趣，因為熱模型預測了它們的可能存在。阿休曼山是一個很好的選擇。」塞曼說:「基於對道恩相機拍攝的圖像和地形數據的分析，我進行了一次全球搜索，發現了另外31個大型熔巖穹丘。」很難證明它們是火山，因為它們比阿瓦那蒙斯山還要古老，而且表面覆蓋著隕石坑。在這項研究中，我們可以用數字模型來比較山脈的形狀。如果它們是由冷熔巖構成的，那麼隨著時間的推移它們應該如何變得鬆散。這加強了它們的火山特徵，使我們能夠將它們與其他星球上的火山活動進行比較。"

2011年7月，美國宇航局的黎明號宇宙飛船抵達巨型小行星灶神星。來源:spaceanswers；美國宇航局/加州理工學院噴氣推進實驗室

有限元模型用於分析黎明圖像，以顯示穀神星在其整個地質歷史中經歷的低溫火山作用。它的平均地表擠壓速率約為每年10，000立方米，比類地行星上的玄武巖火山作用低幾個數量級。

「我們測量了22個熔巖穹丘的高度和直徑，並計算了每個熔巖穹丘的長寬比和體積。讓我們假設它們都像最年輕的阿休曼山，一開始很陡。然後，我們使用粘性鬆弛數值模型來計算它們變平到當前形狀所需的時間。」西摩說。「這使我們能夠確定大多數熔巖穹丘的大致年齡。我們用其他約束條件交叉檢查了模型年齡，並近似了過去10億年中熔巖穹丘形成的速度。以熔巖穹的體積和穀神星的形成速度，我們可以直接將它們與其他行星進行比較。」

插圖:上圖顯示了阿休曼山的源頭:物理

「考慮到穀神星有多小，以及它形成後冷卻的速度有多快，在地表上只發現一兩個可能的低溫火山是令人興奮的。塞曼說:「識別大量可能是低溫火山的特徵將表明火山活動的悠久歷史一直延續到今天，這非常令人興奮。」。「穀神星是一個應該『死亡』的小世界，但這些新結果表明它可能不是。在Ceres上看到這麼多潛在低溫火山活動的證據，也增加了外層太陽系較大的冰衛星上低溫火山活動的討論的分量，因為低溫火山活動在外層太陽系可能更強烈。」

珍瑪·拉文德

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